【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種微波通信器件，特別涉及一種雙頻段無反射濾波器。
技術介紹
1、隨著無線通信技術的快速發展，通信設備向著高頻、高速和小型化的方向不斷演進，對射頻和微波濾波器的性能要求也日益提高。在現代無線通信系統中，濾波器用于選擇和處理特定頻段的信號，同時抑制不需要的雜散頻率和諧波。而為了應對雙頻段乃至多頻段的需求，提出了許多有關雙頻段或多頻段濾波器的設計方案。這些方案大多通過并聯或串聯兩個獨立的單頻段濾波器實現，這種設計盡管能夠實現多頻段濾波功能，但由于存在無反射特性、諧波干擾和帶外寄生通帶的影響，系統的整體性能難以得到有效保證。尤其在高頻段，濾波器需要同時具備低插入損耗、高頻率選擇性和高阻帶抑制等特性，這對濾波器的電路結構設計提出了嚴峻的挑戰。為解決這一問題，近年來對具有慢波特性和帶隙特性的馬刺線（spurline）結構進行了深入研究。
2、馬刺線是一種嵌入傳統微帶線中的微帶缺陷結構，具有緊湊型、共面等特點，能夠有效擾動濾波器的電流分布，改變其傳輸特性。由于其獨特的電容電感特性，馬刺線可顯著提高微帶傳輸線的傳播常數，從而縮短傳輸線波長，實現濾波器的尺寸小型化和諧波抑制。傳統單根馬刺線結構在特定頻點上能夠產生陷波，具體頻率位置及深度主要取決于其開槽寬度、長度和深度等幾何參數。然而，在實際應用中，單根馬刺線在寬頻帶上的諧波抑制能力有限，無法滿足多頻段通帶之間的高效隔離需求。為了克服這一局限性，開發了多種改進型馬刺線結構，如非對稱馬刺線以實現雙陷波功能、彎曲馬刺線以增強電容電感效應等。這些改進型結構通過改變馬刺線的幾何
3、綜上，雖然現有的馬刺線結構在諧波抑制和尺寸小型化方面表現出一定的優勢，但在信號傳輸損耗和寬頻段抑制效果方面仍存在不足，并且很難兼顧諧波抑制和無反射特性。現有技術的進一步發展迫切需要一種能夠在保持小型化特征的同時，提高諧波抑制能力和多頻段隔離性能的新型馬刺線結構，并且能夠兼容無反射雙頻段濾波特性。
技術實現思路
1、專利技術目的：針對上述現有技術，提出一種基于加載復合馬刺線結構的雙頻段無反射濾波器，具有雙頻段、帶通濾波、全頻帶無反射以及寬阻帶和高諧波抑制的特點。
2、技術方案：一種基于加載復合馬刺線結構的雙頻段無反射濾波器，整體結構左右對稱，包括雙頻段濾波部分、帶外信號吸收部分以及加載所述復合馬刺線結構的輸入端和輸出端；其中，所述雙頻段濾波部分包括一對四分之一波長耦合微帶線和另一四分之一波長耦合微帶線相串聯，方形環的四分之三波長微帶線和位于中間的所述四分之一波長耦合微帶線并聯；加載所述復合馬刺線結構的輸入端和輸出端分別連接在所述串聯結構兩端；所述帶外信號吸收部分包括分別加載在輸入端和輸出端的互補型吸收枝節。
3、進一步的，所述復合馬刺線結構包括位于水平微帶線上的七根開槽寬度相同的l型缺陷結構，所述水平微帶線的兩端寬度小于中間段寬度；其中，l型缺陷結構一至三位于所述水平微帶線的上側，l型缺陷結構四至七位于所述水平微帶線的下側；上側從右往左依次為：l型缺陷結構一向左延伸，l型缺陷結構二向右延伸，l型缺陷結構三在l型缺陷結構二的左側向左延伸；下側從右往左依次為：l型缺陷結構五向左延伸；l型缺陷結構四為復用l型缺陷結構五的短邊向左延伸出一段i型缺陷結構；l型缺陷結構六向右延伸；l型缺陷結構七在缺陷結構六的左側向左延伸。
4、進一步的，所述雙頻段濾波部分中，位于中間的四分之一波長耦合微帶線左上端與左側的四分之一波長耦合微帶線的右上端連接，位于中間的四分之一波長耦合微帶線右上端與對稱位于右側的四分之一波長耦合微帶線的左上端連接，位于中間的四分之一波長耦合微帶線左下端和右下端均短路接地；方形環的四分之三波長微帶線兩端分別并聯在所述串聯結構的兩個連接點處。
5、進一步的，所述互補型吸收枝節由兩個吸收枝節1和兩個吸收枝節2組成；其中，吸收枝節1由電阻r2、四分之一波長耦合微帶線四組成；吸收枝節2由四分之一波長的微帶線一至四以及電阻r1組成；位于左側的吸收枝節1中，四分之一波長耦合微帶線四左上端通過電阻r2連接所述左側的四分之一波長耦合微帶線的右下端，四分之一波長耦合微帶線四的右上端短路接地，四分之一波長耦合微帶線四的終端短接；位于左側的吸收枝節2中，微帶線一、電阻r1以及微帶線三依次串聯，微帶線一另一端連接所述左側的四分之一波長耦合微帶線的左下端，微帶線三另一端接地，微帶線一與電阻r1連接端并聯連接一端開路的微帶線二，微帶線三與電阻r1連接端并聯連接一端開路的微帶線四。
6、進一步的，一個復合馬刺線結構的一端連接所述左側的四分之一波長耦合微帶線的左下端；另一個復合馬刺線結構的一端連接所述右側的四分之一波長耦合微帶線的右下端。
7、有益效果：現有的雙頻段濾波器存在帶外反射信號，對系統信號產生干擾。少量無反射型雙頻段濾波器則結構較復雜、吸收帶寬較窄、吸收效果不佳的問題。而基于馬刺線結構的雙頻段濾波器存在插入損耗高、帶外抑制能力不足、難以兼顧無反射特性、尺寸和集成度低以及設計復雜度與成本高的問題。本專利技術在輸入/輸出微帶線上加載了一種復合型馬刺線結構，在不影響全頻帶無反射雙頻段濾波特性的基礎上，形成了互補特性的陷波響應，實現了高次諧波的抑制。
8、具體的，采用一對四分之一波長耦合微帶線和另一四分之一波長耦合微帶線相串聯，并引入方形環的四分之三波長微帶線和位于中間的耦合微帶線并聯，構造出具有良好頻率選擇特性的雙頻段帶通濾波響應。在輸入/輸出端加載一對并聯的吸收枝節，電路內部加載另一對吸收枝節，通過兩個互補的吸收枝節，在三個帶外信號區域形成三個無反射區域，實現全頻段無反射響應。在此基礎上，在輸入/輸出端口處加載一段復合馬刺線結構，最終實現了雙頻段、全頻帶無反射、帶通濾波以及高次諧波抑制的功能的融合，而且結構簡單緊湊、平面化、易于集成。
9、在傳統的l型馬刺線的基礎上，提出了一種由七根l型馬刺線組合而成的復合馬刺線結構。該結構不僅形成了良好的低通響應，還構成周期性分布的陷波響應與高次諧波形成互補，能夠有效抑制高次諧波而不影響主電路性能。
10、此外，在輸入/輸出端微帶線上刻蝕出復合馬刺線結構，在沒有增加額外電路結構的條件下實現了對主電路的高次諧波的抑制，結構簡單緊湊、易于加工。
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1.一種基于加載復合馬刺線結構的雙頻段無反射濾波器，其特征在于，整體結構左右對稱，包括雙頻段濾波部分、帶外信號吸收部分以及加載所述復合馬刺線結構的輸入端和輸出端；其中，所述雙頻段濾波部分包括一對四分之一波長耦合微帶線和另一四分之一波長耦合微帶線相串聯，方形環的四分之三波長微帶線和位于中間的所述四分之一波長耦合微帶線并聯；加載所述復合馬刺線結構的輸入端和輸出端分別連接在所述串聯結構兩端；所述帶外信號吸收部分包括分別加載在輸入端和輸出端的互補型吸收枝節。
2.根據權利要求1所述的雙頻段無反射濾波器，其特征在于，所述復合馬刺線結構包括位于水平微帶線上的七根開槽寬度相同的L型缺陷結構，所述水平微帶線的兩端寬度小于中間段寬度；其中，L型缺陷結構一至三位于所述水平微帶線的上側，L型缺陷結構四至七位于所述水平微帶線的下側；上側從右往左依次為：L型缺陷結構一向左延伸，L型缺陷結構二向右延伸，L型缺陷結構三在L型缺陷結構二的左側向左延伸；下側從右往左依次為：L型缺陷結構五向左延伸；L型缺陷結構四為復用L型缺陷結構五的短邊向左延伸出一段I型缺陷結構；L型缺陷結構六向右延伸；L型缺陷結構七
3.根據權利要求1或2所述的雙頻段無反射濾波器，其特征在于，所述雙頻段濾波部分中，位于中間的四分之一波長耦合微帶線（102）左上端與左側的四分之一波長耦合微帶線（104）的右上端連接，位于中間的四分之一波長耦合微帶線（102）右上端與對稱位于右側的四分之一波長耦合微帶線（104）的左上端連接，位于中間的四分之一波長耦合微帶線（102）左下端和右下端均短路接地；方形環的四分之三波長微帶線（101）兩端分別并聯在所述串聯結構的兩個連接點處。
4.根據權利要求3所述的雙頻段無反射濾波器，其特征在于，所述互補型吸收枝節由兩個吸收枝節1和兩個吸收枝節2組成；其中，吸收枝節1由電阻R2、四分之一波長耦合微帶線四（103）組成；吸收枝節2由四分之一波長的微帶線一至四（105~108）以及電阻R1組成；位于左側的吸收枝節1中，四分之一波長耦合微帶線四（103）左上端通過電阻R2連接所述左側的四分之一波長耦合微帶線（104）的右下端，四分之一波長耦合微帶線四（103）的右上端短路接地，四分之一波長耦合微帶線四（103）的終端短接；位于左側的吸收枝節2中，微帶線一（105）、電阻R1以及微帶線三（107）依次串聯，微帶線一（105）另一端連接所述左側的四分之一波長耦合微帶線（104）的左下端，微帶線三（107）另一端接地，微帶線一（105）與電阻R1連接端并聯連接一端開路的微帶線二（106），微帶線三（107）與電阻R1連接端并聯連接一端開路的微帶線四（108）。
5.根據權利要求4所述的雙頻段無反射濾波器，其特征在于，一個復合馬刺線結構的一端連接所述左側的四分之一波長耦合微帶線（104）的左下端；另一個復合馬刺線結構的一端連接所述右側的四分之一波長耦合微帶線（104）的右下端。
...【技術特征摘要】
1.一種基于加載復合馬刺線結構的雙頻段無反射濾波器，其特征在于，整體結構左右對稱，包括雙頻段濾波部分、帶外信號吸收部分以及加載所述復合馬刺線結構的輸入端和輸出端；其中，所述雙頻段濾波部分包括一對四分之一波長耦合微帶線和另一四分之一波長耦合微帶線相串聯，方形環的四分之三波長微帶線和位于中間的所述四分之一波長耦合微帶線并聯；加載所述復合馬刺線結構的輸入端和輸出端分別連接在所述串聯結構兩端；所述帶外信號吸收部分包括分別加載在輸入端和輸出端的互補型吸收枝節。
2.根據權利要求1所述的雙頻段無反射濾波器，其特征在于，所述復合馬刺線結構包括位于水平微帶線上的七根開槽寬度相同的l型缺陷結構，所述水平微帶線的兩端寬度小于中間段寬度；其中，l型缺陷結構一至三位于所述水平微帶線的上側，l型缺陷結構四至七位于所述水平微帶線的下側；上側從右往左依次為：l型缺陷結構一向左延伸，l型缺陷結構二向右延伸，l型缺陷結構三在l型缺陷結構二的左側向左延伸；下側從右往左依次為：l型缺陷結構五向左延伸；l型缺陷結構四為復用l型缺陷結構五的短邊向左延伸出一段i型缺陷結構；l型缺陷結構六向右延伸；l型缺陷結構七在缺陷結構六的左側向左延伸。
3.根據權利要求1或2所述的雙頻段無反射濾波器，其特征在于，所述雙頻段濾波部分中，位于中間的四分之一波長耦合微帶線（102）左上端與左側的四分之一波長耦合微帶線（104）的右上端連接，位于中間的四分之一波長耦合微帶線（102）右上端與對...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳鋼雄，金洋，張威，施金，姜芮芮，
申請(專利權)人：南通大學，
類型：發明
國別省市：
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